自动机器学习与超参数优化:从黑盒优化到多精度策略
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更新于2024-07-14
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"AutoML - Chapter 01 - Hyperparameter Optimization (2018) - 计算机科学"
本章主要探讨了机器学习中的超参数优化(Hyperparameter Optimization,简称HPO)问题,特别是针对复杂且计算成本高昂的模型,如自动化机器学习框架和深度神经网络。随着这些技术的广泛应用,对HPO的研究再次受到了关注。
作者Matthias Feurer和Frank Hutter首先介绍了基于模型自由方法的黑盒函数优化策略,这些方法在不考虑目标函数具体结构的情况下寻找最优解。黑盒优化通常包括随机搜索、网格搜索以及进化算法等,它们试图通过多次实验来找到最佳超参数组合。
随后,章节重点转向了现代多精度方法(multi-fidelity methods)。由于许多现代机器学习应用的高计算需求,纯黑盒优化变得非常昂贵。因此,多精度方法利用低成本的近似版本(如小规模数据集或简化模型)来评估超参数设置的质量,从而在时间和性能之间取得平衡。这种方法能够显著减少优化过程所需的计算资源,提高效率。
接着,章节讨论了贝叶斯优化(Bayesian optimization),这是一种高效且广泛应用的HPO方法。它通过构建概率模型来预测不同超参数设置下的性能,并利用这些模型指导接下来的实验选择,以最小化评估次数。
最后,作者指出了HPO领域目前面临的开放问题和未来研究方向。这些问题可能包括如何处理大规模高维超参数空间、如何有效地利用计算资源、以及如何将先验知识纳入优化过程等。此外,随着模型复杂性的增加,如何设计适应性强、通用性好的自动调参策略也是研究者们需要关注的重点。
该章节深入浅出地概述了HPO的主要方法和技术,并对未来的研究提出了挑战和展望,对于理解与实践AutoML和深度学习中的超参数优化具有重要价值。
2021-05-08 上传
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